En el espacio lejano hay galaxias que los astrónomos han apodado «pequeños puntos rojos»: en las imágenes aparecen como diminutas manchas rojizas, aunque se encuentran a distancias enormes de nosotros. Su luz parece roja no porque sean frías, sino porque el universo se expande y estira las ondas de luz. Pero qué hace que estas galaxias brillen con tanta intensidad seguía siendo un misterio.
Ahora los científicos han examinado los espectros de varias de estas galaxias, es decir, han descompuesto su luz en colores, como las gotas de agua descomponen la luz del arcoíris. En el espectro han encontrado un «escalón»: en una determinada longitud de onda, el brillo aumenta bruscamente. Este salto se llama salto de Paschen. Ocurre cuando un electrón libre en un átomo de hidrógeno cae al tercer nivel de energía y libera el exceso de energía en forma de luz. El mismo proceso, pero con caída al segundo nivel, produce el conocido salto de Balmer.
Resulta que el gas en estas galaxias es frío: no supera los diez mil grados. Para comparar, la superficie del Sol alcanza los seis mil grados, mientras que el gas alrededor de un agujero negro en el centro de una galaxia suele estar miles de veces más caliente. Por tanto, en los «puntos rojos» apenas hay un disco caliente que gire alrededor del agujero negro y engulla materia con avidez. Tampoco hay atmósferas estelares densas, que también producirían una luz diferente.
En lugar de eso, toda la luz —tanto el resplandor continuo como las líneas brillantes de hidrógeno— nace en el mismo proceso: electrones y protones se combinan para formar átomos de hidrógeno, y en cada combinación se emite un fotón. Este proceso se llama recombinación. Ocurre en el gas frío que quizá envuelve la galaxia como un capullo. Por eso los científicos no necesitan inventar varias fuentes de luz distintas para explicar lo que ven: basta con una, la recombinación en gas frío.
Este descubrimiento ayuda a entender cómo crecieron las galaxias en el universo temprano. Si en los «puntos rojos» realmente hay poca materia caliente alrededor del agujero negro, significa que sus agujeros negros aún no han tenido tiempo de calentar mucho el gas circundante. Y el gas frío es precisamente el material del que pueden nacer nuevas estrellas. Así que los «puntos rojos» son quizás galaxias adolescentes que todavía están ganando masa.
El salto de Paschen debe su nombre al físico alemán Friedrich Paschen, quien descubrió la serie de líneas del hidrógeno en el infrarrojo ya en 1908. Hoy, este salto ayuda a estudiar galaxias a miles de millones de años luz.
En la novela de Carl Sagan «Contacto», la protagonista escucha señales de radio de civilizaciones lejanas. Los astrónomos que estudian los «puntos rojos» también «escuchan» la luz de las galaxias para comprender cómo están hechas.